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Programme kompilieren

Dieser Artikel wurde für die folgenden Ubuntu-Versionen getestet:

Dieser Artikel ist größtenteils für alle Ubuntu-Versionen gültig.

Artikel für fortgeschrittene Anwender

Dieser Artikel erfordert mehr Erfahrung im Umgang mit Linux und ist daher nur für fortgeschrittene Benutzer gedacht.

Die offiziellen Paketquellen von Ubuntu bieten einem Nutzer eine große Vielzahl an Programmen. Manchmal kommt es aber vor, dass bestimmte Programme oder Programmversionen nicht in diesen Paketquellen enthalten sind. Benötigt man ein solches Programm oder eine bestimmte Funktion einer neueren Programmversion, dann bleibt einem oftmals nur der Weg direkt über den Quelltext.

Die Erstellung von Debian-Paketen (.deb) wird in diesem Artikel nur am Rand behandelt. Informationen dazu finden sich unter Paketbau.

Grundlegendes

Es gibt verschiedene Möglichkeiten unter Linux, einen Quelltext zu kompilieren, und noch mehr Möglichkeiten, das kompilierte Programm anschließend zu installieren. Abhängig ist das davon, um was für ein Programm es sich handelt, in welcher Programmiersprache es geschrieben wurde und welchen Compiler der Programmautor bevorzugt. Für die eigentliche Installation ist dann die vom Betriebssystem verwendete Paketverwaltung noch zusätzlich interessant. Bei Debian und Ubuntu ist dies APT.

Dieser Artikel befasst sich vorwiegend mit dem Kompilieren und Installieren von Programmen, die in der Programmiersprache C/C++ geschrieben wurden (unter Linux und anderen Betriebssystemen die am häufigsten verwendete Programmiersprache). Dabei kommt die sogenannte "GNU Compiler Collection" (GCC) zum Einsatz, der Quasi-Standard unter Linux. Sollte der Quellcode dagegen für die Interpretersprachen wie z. B. Python, Perl oder Ruby geschrieben worden sein, sei auf die genannten Artikel verwiesen.

Kurzfassung

Zunächst eine Kurzfassung des später im Detail beschriebenen Kompilationsprozesses. Wichtig ist, dass im Falle von Fehlermeldungen das Problem zuerst beseitigt werden muss, bevor man zum nächsten Schritt übergeht.

Für die nächsten Schritte ist folgendes Paket zu installieren [1]:

  • build-essential

Paketliste zum Kopieren:

sudo apt-get install build-essential 

Oder mit apturl installieren, Link: apt://build-essential

Gegebenenfalls sind zusätzlich weitere Abhängigkeiten des zu kompilierenden Programms zu installieren. Näheres dazu weiter unten.

Nach dem Herunterladen einer Archivdatei mit dem Quelltext und dem Entpacken des Archivs [2] wechselt man im Terminal ins Quelltextverzeichnis und führt folgende Befehle aus [3]:

./configure 
ausführliche Beschreibung
make 
ausführliche Beschreibung
make install 
ausführliche Beschreibung

In vielen Fällen reicht dies zur Installation eines Programms aus. Möchte man jedoch ein selbstkompiliertes Programm auch wieder sauber deinstallieren, sind statt make install Werkzeuge wie checkinstall oder paco bzw. porg besser geeignet.

Vorbereitung

Quelltextarchive

Quelltexte werden entweder als Archivdatei zum Herunterladen angeboten (häufig wird tar.gz verwendet) oder können direkt über eine Versionsverwaltung bezogen werden. Nach dem Herunterladen muss die Archivdatei im Homeverzeichnis entpackt werden. Entpackt man ein Archiv, dann wird normalerweise ein weiteres Unterverzeichnis mit dem Programmnamen und oftmals auch der Versionsnummer angelegt – z. B. programmname-0.1.0/. Dieses Verzeichnis ist der Ort, an dem die gesamten hier erklärten Methoden ausgeführt werden und wird von hier an als "Quelltextverzeichnis" bezeichnet.

Falls das Quelltextarchiv beim Entpacken nicht in einen einzelnen neuen Ordner innerhalb des Arbeitsverzeichnisses entpackt wurde, sollte dies nachgeholt werden, indem ein neuer Order, z. B. programmname-0.1.0/, erstellt wird und der gesamte entpackte Quelltext dort hinein verschoben wird.

Wer regelmäßig Programme kompiliert, nutzt gerne einen Ordner wie z. B. ~/Quelltexte/, innerhalb dessen die eigentlichen Quelltexte nach Programmnamen und Versionen getrennt liegen.

Dokumentation

Alle notwendigen Informationen für das Kompilieren und Installieren lassen sich in der Regel direkt im Quelltextverzeichnis oder aber auf der Entwicklerseite des jeweiligen Programms finden. Fast immer ist die Dokumentation auf Englisch, da dieses die Lingua franca der Computerwelt ist.

Im Quelltextverzeichnis befinden sich Textdateien wie README, INSTALL, BUILD o.ä., die weiterführende Informationen zu den Abhängigkeiten und Konfigurationsoptionen, sowie Installationsanweisungen enthalten.

In den meisten Installationsanleitungen, die nicht speziell für Ubuntu geschrieben sind, fehlt oft die Angabe des Befehls sudo [4], ist durch su ersetzt, oder die Befehlszeile ist stattdessen mit einem # für Root-Rechte gekennzeichnet. Bei Ubuntu muss für systemweit gültige Operationen stets sudo verwendet werden.

Abhängigkeiten auflösen

Fast jedes Programm hängt von Bibliotheken ("Libraries") und/oder anderen Programmen ab. Bei der Installation eines Pakets werden diese Abhängigkeiten automatisch installiert. Für das Kompilieren eines Programms aus dem Quelltext müssen diese Abhängigkeiten allerdings manuell installiert werden. Dieser Vorgang stellt die erste Hürde dar, die man auf dem Weg zu einem selbst kompilierten Programm nehmen muss.

Die erste grundlegende Abhängigkeit fehlt bereits, weil Ubuntu im Gegensatz zu anderen Linux-Distributionen von Haus aus keinen entsprechenden Compiler für C/C++ in der Standardinstallation enthält. Die "GNU Compiler Collection" GCC sowie weitere Werkzeuge sind im Metapaket build-essential enthalten, das über die Paketverwaltung installiert werden muss.

Abhängigkeiten für eine neue Paketversion

Möchte man kein neues Programm, sondern nur eine neuere Version eines bereits in den offiziellen Paketquellen vorhandenen Pakets kompilieren, dann lässt sich diese Hürde mit einem einfachen Befehl im Terminal nehmen, der automatisch die im Normalfall nötigen Abhängigkeiten installiert:

Befehl zum Installieren der Build-Abhängigkeiten:

sudo apt-get build-dep PAKETNAME 

sudo aptitude build-depends PAKETNAME 

Hinweis:

Falls sich für neuere Programmversionen die Abhängigkeiten geändert haben und um weitere Bibliotheken oder Programme erweitert worden sind, hilft ein vorheriger Blick in die Dokumentation.

Abhängigkeiten für ein neues Programm

Beim Kompilieren eines Programms, das nicht in den Paketquellen vorhanden ist, gestaltet sich dieser Schritt etwas schwieriger. Die Auflistung der Abhängigkeiten in der Dokumentation ist oftmals sehr allgemein gehalten, was das Auflösen der Abhängigkeiten unter Umständen zum Ratespiel werden lässt.

Prinzipiell kann man zwischen fünf verschiedenen Arten von Abhängigkeiten unterscheiden:

  1. Programme für das Kompilieren und Installieren wie den Compiler oder das Build-System.

  2. Entwicklerdateien ("Development Files") von Bibliotheken für das Kompilieren. Solche Bibliotheken sind in der Regel durch das Präfix lib für "Library" und das Suffix -dev für "Development" gekennzeichnet.

  3. Entwicklerdateien von Programmen für das Kompilieren. Entsprechende Pakete für diese Programme sind mit dem Suffix -dev gekennzeichnet.

  4. Programme, auf denen das zu kompilierende Programm aufbaut und ohne die bestimmte Funktionen nicht ausführbar wären.

  5. Bibliotheken, auf denen das zu kompilierende Programm aufbaut. Entsprechende Pakete lassen sich am Präfix lib erkennen und werden bei der Installation der Entwicklerdateien in Punkt 2 automatisch als Abhängigkeit mitinstalliert.

Ein Beispiel: In der Dokumentation steht die Abhängigkeit "GTK+ >= 3.6" oder "gtk+-3.0 >= 3.6". Damit ist gemeint, dass für das Ausführen des Programms libgtk-3-0 in der Version 3.6 oder neuer und für das Kompilieren libgtk-3-dev benötigt wird. Die Installation von libgtk-3-dev würde als Abhängigkeit dann die Installation von libgtk-3-0 nach sich ziehen.

Es kann vorkommen, dass bestimmte Abhängigkeiten einfach als Komplettpaket (Metapaket) aufgelistet sind, in den offiziellen Paketquellen aber auf mehrere einzelne Pakete verteilt sind.

Fehlende Pakete oder falsche Paketversion

Sollte ein Paket der Abhängigkeiten nicht in den offiziellen Paketquellen vorhanden sein, dann wird man sich zum Quelltext des eigentlichen Programms noch zusätzlich den Quelltext des fehlenden Pakets herunterladen, kompilieren und installieren müssen.

Bei einem Paket in den Abhängigkeiten, welches in den Paketquellen in einer falschen Programmversion vorliegt (also einer zu alten oder zu neuen), bewegt man sich langsam auf einen kritischen Punkt zu. Da auch andere Pakete von diesem Paket abhängen können (siehe rdepends), würde das Installieren der nötigen Version möglicherweise zu Beeinträchtigungen bei anderen Programmen und somit auch zu Beeinträchtigungen der Systemstabilität führen.

  • Neuere Programmversionen stellen dabei ein geringeres Risiko dar, weil die Paketquellen von Ubuntu verhältnismäßig aktuelle Programme und Bibliotheken enthalten. Die Änderungen in einer neueren Paketversion könnten also recht klein ausfallen und auch andere Pakete, die davon abhängen, nicht in Mitleidenschaft ziehen.

  • Von der Installation älterer Paketversionen ist in diesem Zusammenhang prinzipiell eher abzuraten. Die Wahrscheinlichkeit von Beeinträchtigungen sind dabei ziemlich hoch. Programme, die solche alten Programmversionen in den Abhängigkeiten haben, werden meistens nicht mehr aktiv gepflegt und bräuchten sinnvoller Weise eine Überarbeitung des Quelltexts.

Handelt es sich um eine qualitativ hochwertige Bibliothek, kann man am soname und damit direkt am Paketnamen erkennen, ob verschiedene Versionen zueinander kompatibel sind. Der soname ist eine Versionszeichenkette, wie z. B. "libgtk-3.so.0" bzw. "libQtCore.so.4". Versionen mit gleicher Hauptversion ("major version") zeigen an, dass sie zueinander abwärtskompatibel sind. Die Debian-Paketnamen sind nach dem Schema "lib|BIBLIOTHEKNAME|MAJOR_VERSION-MINOR_VERSION" (ohne "|") aufgebaut. Somit sieht man direkt, was zueinander kompatibel ist (oder zumindest sein sollte).

Bei versionierten Abhängigkeiten sollte man sorgfältig abwägen, inwieweit Aufwand und Risiko durch den Nutzen des Programms wett gemacht werden.

Allgemeines Vorgehen

Diese Methode, deren ersten Schritte man als gängigen Standard unter Linux bezeichnen kann, beschreibt allgemeingültig das Kompilieren am Beispiel des GNU Build-System, auch bekannt als "autotools". Vorausgesetzt wird, dass der Anwender sich innerhalb des Terminals im Quelltextverzeichnis befindet.

Konfigurieren

Der folgende Befehl startet ein Skript, das überprüft, ob das Programm mit der aktuellen Systemumgebung kompatibel ist, alle Abhängigkeiten aufgelöst wurden und setzt gegebenenfalls systemspezifische Optionen im Makefile für den Compiler.

./configure 

Bei Problemen bitte den Abschnitt Fehler beim Konfigurieren am Ende des Artikels beachten.

Dieses configure-Skript ist nicht unbedingt immer vorhanden. So kommt es bei weniger umfangreichem Quelltext wie bei Plugins häufiger vor, dass sie unkonfiguriert kompiliert werden können und die Installation dann lediglich darin besteht, das kompilierte Plugin in das richtige Verzeichnis zu kopieren. configure-Skripte werden meist mit dem "autotools"-Build-System erstellt. Es gibt jedoch auch andere Systeme, bei denen die Konfiguration anders erfolgt. Diese werden im separaten Artikel Programme kompilieren/Alternativen (Abschnitt „Abweichende-Methoden“) im Abschnitt "Abweichende Methoden" behandelt.

Hinweis:

Falls das configure-Skript nicht vorhanden ist, allerdings eine Datei autogen.sh, wird das Skript durch diese andere Datei erstellt:

./autogen.sh 

Weitere Optionen

Außer der Überprüfung der Abhängigkeiten können mit dem configure-Skript weitere systemspezifische Optionen an den Compiler übergeben werden. Selbst kompilierte Programme sollten grundsätzlich in den Ordner /usr/local installiert werden, was auch meist der Standardeinstellung des Skripts entspricht. Sollte das nicht der Fall sein oder vom Anwender ein anderer Installationspfad gewünscht werden, kann man diesen mit der Option --prefix=Pfad übergeben. Folgender Befehl stellt sicher, dass die Dateien auf jeden Fall nach /usr/local installiert werden:

./configure --prefix=/usr/local 

Weitere Optionen können in der Regel mit --enable-xyz ein- und mit --disable-xyz ausgeschaltet werden. Die vollständige Auflistung der Optionen erhält man entweder aus der Dokumentation oder mit dem Befehl:

./configure --help 

Kompilieren

Ist das configure-Skript fehlerfrei durchgelaufen, startet der eigentliche Kompiliervorgang mit folgendem Befehl:

make 

Je nach Programmgröße und Rechenleistung kann der Kompiliervorgang etwas länger dauern. Bei Problemen bitte den Abschnitt Fehler beim Kompilieren am Ende des Artikels zu Rate ziehen.

Auf Computern mit mehreren CPU-Kernen kann man das Kompilieren oft erheblich beschleunigen, indem man make -jN statt make ausführt, wobei N für die Anzahl der CPU-Kerne steht. Allerdings kann es dabei zu Fehlern kommen, die bei einem einfachen make nicht auftreten. Beispielsweise kann der Festplattenzugriff massiv erhöht sein, so dass das Betriebssystem nicht mehr oder nur sehr langsam reagiert.

Installieren

Nachdem make fehlerfrei durchgelaufen ist, erfolgt normalerweise die Installation mit make install (siehe unten). Diese Art der Installation von Programmen wird für Debian-basierende Systeme mit dem Advanced Packaging Tool (APT) als Paketmanager nicht empfohlen, weil so die installierten Dateien nicht von der Paketverwaltung registriert werden und diese sogar stören können. Insbesondere ist eine (vollständige) Deinstallation des Programms häufig sehr schwierig.

Stattdessen soll an dieser Stelle drei Programme vorgestellt werden, die eine spätere Deinstallation deutlich erleichtern:

Diese Werkzeuge werden im Folgenden kurz beschrieben. Ausführlichere Informationen sind den jeweiligen Einzelartikeln zu entnehmen. Den Königsweg zur Erstellung von Debian-Paketen (.deb) findet man unter Allgemeines Vorgehen sowie im Unterartikel Die Debian-Methode.

checkinstall

Der Vorteil einer Installation mit checkinstall ist, dass ein Programm nicht an der Paketverwaltung vorbei installiert wird, sondern ein Debian-Paket im Quelltextverzeichnis erstellt und anschließend direkt installiert wird.

Statt make install benutzt man folgenden Befehl:

sudo checkinstall 

Man kann checkinstall auch ohne Root-Rechte ausführen:

checkinstall 

Dann wird checkinstall zwangsläufig einen Fehler ausgeben, weil das Programm ohne Root-Rechte ein Paket nicht installieren kann. Das Paket wird aber trotzdem erstellt und kann anschließend manuell installiert werden [5].

paco/porg

paco und der Nachfolger porg wurden entwickelt, um ein Installationsprotokoll anzulegen, mit dessen Hilfe ein selbstkompiliertes Programm wieder sauber deinstalliert werden kann. Der Hauptunterschied zu checkinstall ist, dass kein Debian-Paket erstellt wird.

Die Standard-Methode

Nachdem make fehlerfrei durchgelaufen ist, kann man das Programm jetzt mit folgendem Befehl im Verzeichnis, das mit ./configure --prefix=Pfad festgelegt wurde, installieren:

sudo make install 

Bei manchen Programmen besteht die Möglichkeit, andere Installationsvarianten über make zu wählen bzw. auf make install kann noch ein weiterer Befehl folgen. Der Zusatz für install sieht von Programm zu Programm meist unterschiedlich aus und ist ggf. der Dokumentation zu entnehmen.

Als Beispiel die lokale Installation des Programms Xournal im Homeverzeichnis (statt einer systemweiten Installation):

./configure --prefix=$HOME
make
make home-desktop-install 

Deinstallieren

Das Deinstallieren eines Programms, das mit make install installiert wurde, ist prinzipiell nicht kompliziert. Man muss sich dazu wieder im Quelltextverzeichnis befinden. Und die Entwickler müssen im Makefile eine uninstall-Regel erstellt haben – was nicht immer der Fall ist. Der Befehl für das Deinstallieren lautet:

sudo make uninstall 

Sollte man das für die Installation verwendete Quelltextverzeichnis bereits gelöscht haben, muss zuerst der Quelltext neu heruntergeladen, entpackt und anschließend noch einmal das configure-Skript für den selben Installationspfad, der mit --prefix=Pfad für die Installation gesetzt wurde, durchgelaufen sein.

Im Notfall helfen die bereits oben erwähnten Werkzeuge paco (Abschnitt „Problembehebung“) bzw. porg (Abschnitt „Problembehebung“), um zu erfahren, welche Dateien wo installiert wurden.

Quelltextverzeichnis säubern

Ein Grund, das Quelltextverzeichnis von allen kompilierten Programmteilen zu bereinigen, wäre z. B., wenn dem configure-Skript die falschen Optionen übergeben wurden. Oder man hat das Quelltextverzeichnis zwecks Weiterverarbeitung (z. B. Paketbau) nicht gelöscht und muss nach einem Distributionsupgrade alle Programme erneut kompilieren.

Das Bereinigen ist notwendig, weil make bereits kompilierte Programmteile erkennt und nicht neu kompilieren würde. Der Befehl, um ein Quelltextverzeichnis zu säubern, lautet:

make clean 

Um alle durch den configure- und make-Vorgang erstellten Dateien wieder zu entfernen, kann der Befehl:

sudo make distclean 

verwendet werden.

Problembehebung

Terminal

Auch wenn das Terminal sehr ausführlich in einem eigenen Artikel behandelt wird, sei an dieser Stelle noch einmal auf einen Umstand hingewiesen, der sich gerade für Anfänger beim Kompilieren als unerwartete Fallgrube erweisen kann: Startet man das Terminal, so wird in der Befehlszeile das Homeverzeichnis als Arbeitsverzeichnis gesetzt. Bevor man also einen Quelltext kompilieren kann, muss man erst mit cd in das Quelltextverzeichnis wechseln und von dort arbeiten.

Fehler beim Konfigurieren mit configure

In diesem Abschnitt werden einige häufig auftretende Fehler durch fehlende Abhängigkeiten beim Ausführen des configure-Skripts und mögliche Lösungen beschrieben.

Beispiel 1

checking for C compiler default output file name...
configure: error: C compiler cannot create executables

Dieser Fehler sollte sehr frühzeitig auftauchen und weist darauf hin, dass kein passender Compiler gefunden werden konnte. Er bedeutet also, dass das Paket build-essential nicht oder nicht korrekt installiert wurde.

Beispiel 2

checking for ALSA... configure: WARNING: Package alsa was not found in the pkg-config search path.
Perhaps you should add the directory containing `alsa.pc'
to the PKG_CONFIG_PATH environment variable
No package 'alsa' found

Die Ausgabe weist auf die fehlende Datei alsa.pc hin. Mit dieser Information kann man jetzt in der Ubuntu Paketsuche 🇬🇧 unter "Search contents of packages" online direkt nach dieser Datei in einem Paket suchen. Als Ergebnis wird man das Paket libasound2-dev erhalten. Dieses Paket muss jetzt nachinstalliert werden.

Anstelle der Ubuntu-Paketsuche kann man diese Suche auch über die Befehlszeile mit dem Werkzeug apt-file lösen.

Beispiel 3

configure: error: Library requirements (gtk+-2.0 >= 2.4.0 glib-2.0 >= 2.4.0 atk >= 1.0 pango >= 1.0 libglade-2.0 >= 2.4.0) not met;
consider adjusting the PKG_CONFIG_PATH environment variable if your libraries are in a nonstandard prefix so pkg-config can find them.

Hier verweist die Ausgabe auf eine fehlende Bibliothek. Unter Berücksichtigung der Konventionen für die Benennung solcher Pakete lässt sich jetzt aus dem Namen der Bibliothek in der Ausgabe in Kombination mit Präfix und Suffix ein sinnvoller Suchbegriff generieren. Im konkreten Beispiel ist die Suche über den Begriff libgtk am effektivsten.

Die Suche kann entweder über einen grafischen Paketmanager wie Synaptic oder aber mit apt-file durchgeführt werden, bei dem die Suchergebnisse mit der Option -l auf Pakete beschränkt und mit grep noch weiter eingegrenzt werden können.

apt-file -l find libgtk | grep dev 

Die Suchergebnisse enthalten u.a. das Paket libgtk-3-dev, welches hier am wahrscheinlichsten vermisst wird und nachinstalliert werden muss.

Beispiel 4

checking for xmms-config... no
checking for XMMS - version >= 1.2.4... no
configure: WARNING: *** XMMS >= 1.2.4 not installed - please install first ***

Diesmal fehlt ein Programm, auf das aufgebaut wird. XMMS sollte sich als Paket recht leicht ausfindig machen und nachinstallieren lassen – allerdings nicht unter Ubuntu, da XMMS mit Ubuntu 8.04 komplett aus den offiziellen Paketquellen entfernt wurde. Speziell in diesem Beispiel ist also jedes weitere Vorgehen zum Scheitern verurteilt.

Fehler beim Kompilieren mit make

Auch beim Kompilieren können Fehler auftreten. Diese sind allerdings eher auf Probleme mit einer bestimmten Version oder auf das Verschulden der Autoren des jeweiligen Programms zurückzuführen. Das configure-Skript sollte im Vorfeld sicherstellen, dass alle Abhängigkeiten korrekt aufgelöst sind, was aber in seltenen Fällen nicht passiert sein kann.

So kann die Abhängigkeit von einer Bibliothek größer oder gleich einer bestimmten Version zwar aufgelöst sein, eine neuere Version dieser Bibliothek unglücklicherweise aber kleine Änderungen enthalten, die das Kompilieren empfindlich stören. Das wurde dann von den Autoren vielleicht einfach noch nicht bemerkt. Vielleicht haben die Autoren aber auch eine ganze Abhängigkeit vergessen.

Der erste Schritt ist wieder die Analyse der Ausgabe. Diesmal kommt es aber nicht auf die letzten Zeilen an, weil diese meist nur Folgefehler enthalten.

Beispiel 1

Hier sollte man auf eine spezielle Zeile achten, die auf eine fehlende Datei mit der Endung .h hinweist. Hat man eine solche gefunden, ist das Problem schon so gut wie gelöst und der größte Aufwand ist die Erstellung einer Fehlermeldung an den Programmautor wegen eines unvollständigen configure-Skripts, das die fehlende Komponente nicht bemerkt hat.

Man muss nun herausbekommen, welches Paket die fehlende Datei enthält. Hier hilft wiederum die Ubuntu Paketsuche 🇬🇧 oder das Werkzeug apt-file. Ist das Paket gefunden und installiert, kann make erneut ausgeführt werden.

Beispiel 2

/usr/bin/ld: cannot find -lXtst

Das Programm ld ist der "Linker", der beim Kompilieren alle Bibliotheken und Programmteile zusammenfügt. Mit -l... sind immer spezielle Bibliotheken (Libraries) gemeint. In diesem Fall geht man wie folgt vor:

apt-file -l find libxtst | grep dev 

Als Ausgabe erhält man das Paket libxtst-dev, welches dann zusätzlich installiert werden muss.

Intern

Extern

Diese Revision wurde am 4. November 2018 02:13 von Benno-007 erstellt.
Die folgenden Schlagworte wurden dem Artikel zugewiesen: Programmierung, System, Installation, Paketverwaltung, Ubuntu